煤矸石棄置不用,占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會(huì)污染大氣、農(nóng)田和水體。矸石山還會(huì)自燃發(fā)生火災(zāi),或在雨季崩塌,淤塞河流造成災(zāi)害。中國(guó)積存煤矸石達(dá)10億噸以上,每年還將排出煤矸石1億噸。為了消除污染,自60年代起,很多國(guó)家開(kāi)始重視煤矸石的處理和利用。利用途徑有以下幾種:
①回收煤炭和黃鐵礦:通過(guò)簡(jiǎn)易工藝,從煤矸石中洗選出好煤,通過(guò)篩選從中選出劣質(zhì)煤,同時(shí)揀出黃鐵礦?;驈倪x煤用的跳汰機(jī)──平面搖床流程中回收黃鐵礦、洗混煤和中煤?;厥盏拿禾靠勺鲃?dòng)力鍋爐的燃料,洗矸可作建筑材料,黃鐵礦可作化工原料。
② 用于發(fā)電:主要用洗中煤和洗矸混燒發(fā)電。中國(guó)已用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物(發(fā)熱量每公斤約2000大卡)發(fā)電。爐渣可生產(chǎn)爐渣磚和爐渣水泥。日本有10多座這種電廠(chǎng);所用中煤和矸石的混合物,一般每公斤發(fā)熱量為3500大卡;火力不足時(shí),用重油助燃。德意志聯(lián)邦共和國(guó)和荷蘭把煤礦自用電廠(chǎng)和選煤廠(chǎng)建在一起,以利用中煤、煤泥和煤矸石發(fā)電。
測(cè)試煤矸石的發(fā)熱量應(yīng)使用專(zhuān)門(mén)的儀器進(jìn)行,微機(jī)量熱儀可以滿(mǎn)足發(fā)熱量的測(cè)試。
③ 制造建筑材料:代替粘土作為制磚原料,可以少挖良田。燒磚時(shí),利用煤矸石本身的可燃物,可以節(jié)約煤炭。
煤矸石燒結(jié)空心磚,是指以頁(yè)巖,煤矸石或粉煤灰為主要原料,經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞(孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而數(shù)量多)的磚。其外形尺寸,長(zhǎng)度為290,240,190mm,寬度為240,190,180,175,140,115mm,高度為90mm.由兩兩相對(duì)的頂面、大面及條面組成直角六面體,在中部開(kāi)設(shè)有至少兩個(gè)均勻排列的條孔,條孔之間由肋相隔,條孔與大面、條面平行,其間為外壁,條孔的兩開(kāi)口分別位于兩頂面上,在所述的條孔與條面之間分別開(kāi)設(shè)有若干孔徑較小的邊排孔,邊排孔與其相鄰的邊排孔或相鄰的條孔之間為肋。[3]煤矸石可以部分或全部代替粘土組分生產(chǎn)普通水泥。自燃或人工燃燒過(guò)的煤矸石,具有一定活性,可作為水泥的活性混合材料,生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥(摻量小于20%)、火山灰質(zhì)水泥(摻量20~50%)和少熟料水泥(摻量大于50%)。還可直接與石灰、石膏以適當(dāng)?shù)呐浔龋コ蔁o(wú)熟料水泥,可作為膠結(jié)料,以沸騰爐渣作骨料或以石子、沸騰爐渣作粗細(xì)骨料制成混凝土砌塊或混凝土空心砌塊等建筑材料。英國(guó)、比利時(shí)等國(guó)有專(zhuān)用煤矸石代替硅質(zhì)原料生產(chǎn)水泥的工廠(chǎng)。
煤矸石可用來(lái)燒結(jié)輕骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造輕骨料,用于建造高層樓房,建筑物重量減輕20%。
用鹽酸浸取可得結(jié)晶氯化鋁。浸取后的殘?jiān)?,主要為二氧化硅,可作生產(chǎn)橡膠填充料和濕法生產(chǎn)水玻璃的原料。剩余母液內(nèi)所含的稀有元素(如鍺、鎵、釩、鈾等),視含量決定其提取價(jià)值。
此外,煤矸石還可用于生產(chǎn)低熱值煤氣,制造陶瓷,制作土壤改良劑,或用于鋪路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可種草造林,美化環(huán)境。
煤矸石是采煤過(guò)程和洗煤過(guò)程中排放的固體廢物,是一種在成煤過(guò)程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進(jìn)過(guò)程中的掘進(jìn)矸石、采掘過(guò)程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過(guò)程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2,另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷)。煤矸石代替燃料:化鐵;燒鍋爐;燒石灰;回收煤炭。生產(chǎn)水泥:生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥;生產(chǎn)特種水泥;生產(chǎn)無(wú)熟料水泥。生產(chǎn)建筑材料:煤矸石燒結(jié)磚,質(zhì)量較好,顏色均勻;煤矸石生產(chǎn)輕骨料,輕骨料是為了較少混凝土的相對(duì)密度,而選用的一類(lèi)多孔骨料;生產(chǎn)煤矸石棉,以煤矸石和石灰為原料,經(jīng)高溫融化,噴吹而成的一種建筑材料。生產(chǎn)化工產(chǎn)品:制結(jié)晶三氯化鋁,以煤矸石和化工工業(yè)副產(chǎn)鹽酸為主要原料,經(jīng)過(guò)破碎、培燒、磨碎、酸浸、沉淀、濃縮結(jié)晶和脫水等生產(chǎn)工藝而制成,是一種新型的凈水劑;制水玻璃;生產(chǎn)硫酸銨,煤矸石內(nèi)的硫化鐵在高溫下生產(chǎn)SO2,再氧化而生產(chǎn)SO3,遇水生產(chǎn)硫酸,并與氨的化合物生產(chǎn)硫酸銨。